專利名稱：一種利用富氧焙燒提取釩的方法及提取釩的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用富氧焙燒提取釩的方法及提取釩的裝置。
背景技術(shù)：
含釩物料焙燒的目的在于將釩礦中低價釩氧化為可溶的五價釩。對含釩石煤而 言，由于其在形成過程中的外界還原性環(huán)境導(dǎo)致石煤中只有V(III)和V(IV)存在，并且 V(III)占了絕大部分。V(III)與Al(III)的離子半徑大小和電負(fù)性相近，配位數(shù)相同，致 使V(III)為主取代部分Al (III)，進入六次配位的鋁氧八面體結(jié)構(gòu)中，或低價釩以類質(zhì)同 像形式存在于礦石的硅氧四面體結(jié)構(gòu)中，結(jié)合堅固。因此，只有破壞礦石結(jié)構(gòu)，才有可能將 礦石中的低價釩氧化為五價釩V(V)。 現(xiàn)有技術(shù)提取釩的方法之一是鈉化焙燒，該方法是采用鈉化添加劑幫助釩的氧化 并使其轉(zhuǎn)化為可溶性的鹽。鈉化添加劑(如食鹽、芒硝、純堿等)在高溫下分解為化20，使 釩轉(zhuǎn)變?yōu)閤Na20y *V205，以便溶于水和酸中。由于鈉化焙燒過程需要消耗大量的鹽，同時有可 能產(chǎn)生大量HC1 、C12等有毒氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境，加之釩的轉(zhuǎn)化率低使得這一方法逐漸退出 歷史舞臺。 現(xiàn)有技術(shù)提取釩的方法之二是鈣化焙燒，該方法有別于鈉化焙燒之處是它將石灰 或石灰石或其他鈣化合物按一定比例添加到釩礦中，使礦石中的釩氧化并生成難溶的釩酸 鈣，達到與其他雜質(zhì)分離的目的。但該方法及工藝存在原料適應(yīng)性差，限制了其推廣應(yīng)用。
現(xiàn)有技術(shù)提取釩的方法之三是無鹽焙燒工藝，即在高溫下通過空氣中的氧直接將 三價釩氧化為酸可溶的五價釩備受到人們的關(guān)注。但現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯焙燒工藝存在能耗高、產(chǎn) 能低、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用富氧焙燒提取釩的方法。 本發(fā)明的另一目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，工藝合理，自動化程度高、綠色環(huán)保、高 效節(jié)能，對含釩物料用富氧閃速焙燒，能在同一反應(yīng)器中完成脫碳、脫硫和低價釩向高價釩 氧化的一種提取釩的裝置。 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的
—種利用富氧焙燒提取釩的方法，按下述步驟進行 1)將含釩物料破碎成粉狀，粉狀粒度為60目-400目，干燥至水分含量《1% ;
2)將步驟1)中預(yù)處理好的原料與富氧空氣混合通過噴嘴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，在同一 反應(yīng)器內(nèi)完成脫碳、脫硫和低價釩向高價釩的氧化，其焙燒溫度為520°C _980°〇條件下進 行焙燒； 3)向爐內(nèi)通入富氧空氣，以保證爐內(nèi)氧化性氣氛；4)富氧空氣濃度為21% -99. 9% 02，氧料比為220-300Nm3/t ; 5)物料在反應(yīng)塔內(nèi)停留時間為1秒-30秒，在爐膛內(nèi)停留時間為1秒 200分鐘；
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6)、在螺旋排料機的推動作用下繼續(xù)焙燒，焙燒溫度為520°C _9801:，并從爐子底部排出爐外。 7)低價釩向高價釩(V)的氧化轉(zhuǎn)化率是指焙燒產(chǎn)物中五價釩量占總釩量的百分比不低于90%。 —種利用富氧焙燒提取釩的方法，按下述步驟進行 1)將含釩物料破碎成粉狀，粉狀粒度為70目-380目，干燥至水分含量《1% ;
2)將步驟1)中預(yù)處理好的原料與富氧空氣混合通過噴嘴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，在同一反應(yīng)器內(nèi)完成脫碳、脫硫和低價釩向高價釩的氧化，其焙燒溫度為550°C -950°〇條件下進行焙燒； 3)向爐內(nèi)通入富氧空氣，以保證爐內(nèi)氧化性氣氛；4)富氧空氣濃度為25% -99. 9% 02，氧料比為220-300Nm3/t ; 5)物料在反應(yīng)塔內(nèi)停留時間為3秒-25秒，在爐膛內(nèi)停留時間為3秒 180分鐘； 6)、在螺旋攪拌機的推動作用下繼續(xù)焙燒(520°C -980°C )，并從爐子底端排出爐
外； 7)低價釩向高價釩(V)的氧化轉(zhuǎn)化率是指焙燒產(chǎn)物中五價釩量占總釩量的百分比不低于90%。 所述含釩物料為石煤釩礦或煉鋼轉(zhuǎn)爐釩渣或其他需焙燒預(yù)處理的含釩礦石。
—種提取釩的裝置，該裝置由螺旋給料機、噴嘴、反應(yīng)塔、爐膛、螺旋排料機、煙道組成，本發(fā)明的特殊之處在于爐體的左側(cè)上部分別與螺旋給料機、噴嘴連接，爐體的內(nèi)腔連接一個反應(yīng)塔，爐體與爐膛連接，爐膛上連接一臺螺旋排料機，爐膛的煙氣出口與煙道連接，上述煙道上分別連接有第一閥門、笫二閥門、第三閥門，煙道的頂部連接一個灰塵收集器，爐膛右側(cè)底部設(shè)置有一個排釩出口 ，上述噴嘴上連接富氧閥門，上述爐膛一側(cè)與低壓工業(yè)純氧接口連接，爐膛的焙燒料經(jīng)排釩出口 (10)排到裝料箱。 所述噴嘴的進口與螺旋給料機的出口連接，導(dǎo)料管的內(nèi)腔連接一個推料桿，導(dǎo)料管的外側(cè)連接有一個旋風(fēng)斗，旋風(fēng)斗上開有旋風(fēng)進口 ，旋風(fēng)斗上端分別與螺紋密封口和導(dǎo)料管升降架連接。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡單，工藝合理，自動化程度高、綠色環(huán)保、高效節(jié)能，對含釩物料用富氧閃速焙燒，能在同一反應(yīng)器中完成脫碳、脫硫和低價釩向高價釩氧化的過程，并具有以下特點 1、含釩物料富氧焙燒工藝通過強化焙燒過程的氣_固反應(yīng)，較好解決了現(xiàn)有焙燒方法釩氧轉(zhuǎn)率低之不足； 2、富氧的應(yīng)用，加快了反應(yīng)速率，設(shè)備產(chǎn)能大為提高； 3、采用富氧焙燒工藝可實現(xiàn)過程自熱，能量消耗大大減少； 4、采用石煤富氧焙燒裝置，較好解決了現(xiàn)有焙燒方法污染嚴(yán)重的問題。
圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1噴嘴放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對發(fā)明內(nèi)容作進一步說明 參照圖1所示，一種提取釩的裝置，該裝置由螺旋給料機1、噴嘴2、反應(yīng)塔5、爐膛 11、螺旋排料機7、煙道15組成，爐體6的左側(cè)上部分別與螺旋給料機1、噴嘴3連接，爐體6 的內(nèi)腔連接一個反應(yīng)塔5、爐膛11、一臺螺旋排料機7，爐膛11的煙氣出口與煙道15連接， 上述煙道15上分別連接有冷卻水進口 12、冷卻水出口 14，煙道15的頂部連接一個灰塵收 集器13，爐膛11右側(cè)底部設(shè)置有一個排釩出口 10，上述噴嘴3上連接富氧閥門4，上述爐膛 11 一側(cè)與低壓工業(yè)純氧接口 8連接，爐膛11的焙燒料經(jīng)排釩出口 10排到裝料箱9。
圖2所示，噴嘴3的進口 16與螺旋給料機1的出口連接，導(dǎo)料管17的內(nèi)腔連接一 個推料桿18，導(dǎo)料管17的外側(cè)連接有一個旋風(fēng)斗19，旋風(fēng)斗19上開有旋風(fēng)進口 20，旋風(fēng)斗 19上端分別與螺紋密封口 21和導(dǎo)料管升降架22連接。
—種利用富氧焙燒提取釩的方法，按下述步驟進行 1)將含釩物料破碎成粉狀，粉狀粒度為60目-400目，干燥至水分含量《1% ;
2)將步驟1)中預(yù)處理好的原料與富氧空氣混合通過噴嘴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，在同一 反應(yīng)器內(nèi)完成脫碳、脫硫和低價釩向高價釩的氧化，其焙燒溫度為520°C _980°〇條件下進 行焙燒； 3)向爐內(nèi)通入富氧空氣，以保證爐內(nèi)氧化性氣氛； 4)富氧空氣濃度為21% -99. 9% 02，氧料比為220-300Nm3/t ; 5)物料在反應(yīng)塔內(nèi)停留時間為1秒-30秒，在爐膛內(nèi)停留時間為1秒 200分鐘； 6)、在螺旋排料機的推動作用下繼續(xù)焙燒，焙燒溫度為520°C _9801:，并從爐子底
端排出爐外。 7)低價釩向高價釩(V)的氧化轉(zhuǎn)化率是指焙燒產(chǎn)物中五價釩量占總釩量的百分 比不低于90%。 將干燥的含釩物料與富氧空氣一起噴入反應(yīng)塔內(nèi)進行閃速焙燒，在反應(yīng)器中完成 脫碳、脫硫和低價釩向高價釩(V)氧化的全過程，并在反應(yīng)塔不同高度通入低壓工業(yè)純氧， 以保證爐內(nèi)氧化性氣氛。從反應(yīng)塔自上而下落入爐膛中的含釩物料，在螺旋攪拌機7的推
動作用下繼續(xù)焙燒，并從爐子底端排出爐外。
實施例1 將含釩0. 66%的石煤釩礦破碎至325目進行干燥，然后將干燥至水分含量《1% 的礦粉經(jīng)螺旋給料機1與含氧99%的富氧空氣混合后通過噴嘴3噴入反應(yīng)塔5內(nèi)，在釩礦 與富氧空氣高效混合的條件下進行脫碳、脫硫和低價釩向高價釩V的氧化過程，控制反應(yīng) 塔溫度為55(TC，爐膛溫度為85(TC，在反應(yīng)塔5底部通過低壓工業(yè)純氧接口 8通入低壓工 業(yè)純氧，以維持爐內(nèi)氧化性氣氛，從反應(yīng)塔5自上而下落入爐膛11中的含釩物料，在螺旋排 料機7的推動作用下繼續(xù)焙燒180分鐘，并從爐子底端排出爐外，爐料經(jīng)檢測低價釩向高價 釩V的氧化轉(zhuǎn)化率為90. 23% 。
實施例2 含釩1. 15%的石煤釩礦破碎至140目進行干燥，然后將干燥至水分含量《1%的 礦粉經(jīng)螺旋給料機1與含氧70%的富氧空氣混合后通過噴嘴3噴入反應(yīng)塔5內(nèi)，在釩礦與 富氧空氣高效混合的條件下進行脫碳、脫硫和低價釩向高價釩V的氧化過程，控制反應(yīng)塔5溫度為55(TC，爐膛溫度為90(TC，在反應(yīng)塔5底部通過低壓工業(yè)純氧接口 8通入低壓工業(yè)純氧，以維持爐內(nèi)氧化性氣氛，從反應(yīng)塔5自上而下落入爐膛11中的含釩物料，在螺旋排料機7的推動作用下繼續(xù)焙燒120分鐘，并從爐子底端排出爐外，爐料經(jīng)檢測低價釩向高價釩V的氧化轉(zhuǎn)化率為92. 18%。
實施例3 將含釩1. 53%的石煤釩礦破碎至200目進行干燥，然后將干燥至水分含量《1%的礦粉經(jīng)螺旋給料機1與含氧90%的富氧空氣混合后通過噴嘴3噴入反應(yīng)塔5內(nèi)，在釩礦與富氧空氣高效混合的條件下進行脫碳、脫硫和低價釩向高價釩V的氧化過程，控制反應(yīng)塔5溫度為55(TC，爐膛7溫度為85(TC，在反應(yīng)塔5底部通過低壓工業(yè)純氧接口 8通入低壓工業(yè)純氧，以維持爐內(nèi)氧化性氣氛，從反應(yīng)塔自上而下落入爐膛11中的含釩物料，在螺旋排料機7的推動作用下繼續(xù)焙燒30分鐘，并從爐子底端排出爐外，爐料經(jīng)檢測低價釩向高價釩V的氧化轉(zhuǎn)化率為95. 21 % 。
權(quán)利要求
一種利用富氧焙燒提煉釩的方法，按下述步驟進行1)將含釩物料破碎成粉狀，粉狀粒度為60目-400目，干燥至水分含量≤1％；2)將步驟1)中預(yù)處理好的原料與富氧空氣混合通過噴嘴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，在同一反應(yīng)器內(nèi)完成脫碳、脫硫和低價釩向高價釩(V)的氧化，其焙燒溫度為520℃-980℃條件下進行焙燒；3)向爐內(nèi)通入富氧空氣，以保證爐內(nèi)氧化性氣氛；4)富氧空氣濃度為21％-99.9％O2，氧料比為220-300Nm3/t；5)物料在反應(yīng)塔內(nèi)停留時間為1秒-30秒，在爐膛內(nèi)停留時間為1秒～200分鐘；6)、在螺旋排料機的推動作用下繼續(xù)焙燒，焙燒溫度為520℃-980℃，并從爐子底端排出爐外。7)、低價釩向高價釩(V)的氧化轉(zhuǎn)化率是指焙燒產(chǎn)物中五價釩量占總釩量的百分比不低于90％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用富氧焙燒提煉釩的方法，按下述步驟進行1) 將含釩物料破碎成粉狀，粉狀粒度為70目-380目，干燥至水分含量《1% ;2) 將步驟l)中預(yù)處理好的原料與富氧空氣混合通過噴嘴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，在同一反應(yīng) 器內(nèi)完成脫碳、脫硫和低價釩向高價釩(V)的氧化，其焙燒溫度為55(TC-95(TC條件下進行3) 向爐內(nèi)通入純氧，以保證爐內(nèi)氧化性氣氛；4) 富氧空氣濃度為25% -99. 9% 02，氧料比為220-300Nm3/t ;5) 物料在反應(yīng)塔內(nèi)停留時間為3秒-25秒，在爐膛內(nèi)停留時間為3秒 180分鐘；6) 、在螺旋排料機的推動作用下繼續(xù)焙燒，焙燒溫度為520°C _9801:，并從爐子底端排 出爐外；7) 、低價釩向高價釩(V)的氧化轉(zhuǎn)化率是指焙燒產(chǎn)物中五價釩量占總釩量的百分比不 低于90%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述利用富氧焙燒提煉釩的方法，其特征在于所述含釩物料為 石煤釩礦或煉鋼轉(zhuǎn)爐釩渣或其他需焙燒預(yù)處理的含釩礦石。
4. 一種權(quán)利要求l所述富氧焙燒提取釩的裝置，該裝置由螺旋給料機(D、噴嘴(3)、 反應(yīng)塔(5)、爐膛(11)、螺旋排料機(7)、煙道(15)組成，其特征在于爐體(6)的左側(cè)上部 分別與螺旋給料機(D、噴嘴(3)連接，爐體(6)的內(nèi)腔連接一個反應(yīng)塔(5)，爐體(6)與爐 膛(11)連接，爐膛(11)上連接一臺螺旋排料機(7)，爐膛(ll))的煙氣出口與煙道(15)連 接，上述煙道(15)上分別連接有冷卻水進口 (12)、冷卻水出口 (14)，煙道(15)的頂部連接 一個灰塵收集器(13)，爐膛(11)右側(cè)底部設(shè)置有一個排釩出口 (IO)，上述噴嘴(3)上連接 富氧閥門(4)，上述爐膛(11) 一側(cè)與低壓工業(yè)純氧接口 (8)連接，爐膛(11)的焙燒料經(jīng)排 釩出口 (10)排到裝料箱(9)，爐體(6)左側(cè)上、下有兩個帶叉的方口代表減速電機(2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述富氧焙燒提取釩的裝置，其特征在于所述噴嘴(3)的進口 (16) 與螺旋給料機(1)的出口連接，導(dǎo)料管(17)的內(nèi)腔連接一個推料桿(18)，導(dǎo)料管(17)的外 側(cè)連接有一個旋風(fēng)斗(19)，旋風(fēng)斗(19)上開有旋風(fēng)進口 (20)，旋風(fēng)斗(19)上端分別與螺 紋密封口 (21)和導(dǎo)料管升降架(22)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用富氧焙燒提取釩的方法及提取釩的裝置，爐體左側(cè)分別與螺旋給料機、噴嘴連接，爐體內(nèi)連接反應(yīng)塔，爐體與爐膛連接，爐膛連接螺旋排料機，煙氣出口與煙道連接，煙道頂部連接灰塵收集器，爐膛設(shè)排釩出口，噴嘴連接富氧閥門，爐膛與低壓工業(yè)純氧接口連接，步驟將含釩物料破碎成粉狀，含水量≤1％；將原料與富氧空氣混合通過噴嘴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，焙燒，物料在反應(yīng)塔內(nèi)停留時間為1秒以上，爐膛內(nèi)停留時間為1秒以上；螺旋排料機的推動作用下繼續(xù)焙燒，并從爐子底端排出爐外。設(shè)備生產(chǎn)能力大，煙氣量小、焙燒過程自熱，無須添加劑，金屬回收率高，環(huán)境無污染、成本低，廣泛用于冶金工業(yè)。
文檔編號C01G31/02GK101717867SQ20091021950
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者戴曦, 李驕倫, 鄔建輝, 馬榮凱 申請人:陜西秦楓科技有限責(zé)任公司;中南大學(xué)